毕业设计(论文)PACS系统中的图像处理技术与编程.doc

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1、毕 业 设 计（论 文）设计(论文)题目：PACS系统中的图像处理技术与编程目录目录1中文摘要2ABSTRACT3第一章 PACS系统概述4一、PACS的基本原理与结构51.PACS系统结构图52.PACS系统的组成部分6二、PACS系统的功能及优势9三、国内外PACS进展101.国外PACS发展状况102.国内PACS发展状况11四、PACS系统建设的必备条件12五、PACS的发展趋势12第二章PACS系统中的显示工作站及图像处理技术14一、显示工作站的分类14二.PACS 系统临床医生工作站的功能应用及设计思想151. 临床医生工作站的功能应用152. PACS显示工作站的设计思想与系统结

2、构16三. PACS系统中的图像处理技术17第三章 PACS中图像处理功能的算法讨论21一、图像的几何变换211.图像旋转212.图像缩放22二、插值算法的比较和选择23三、图像的测量241.测量长度242.测量面积243.测量角度254.测量CT值25四、图像的增强261. 直方图均衡262. 伪彩色增强28结束语30致谢31参考文献32中文摘要PACS 是上世纪80年代以来随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步而迅速发展起来的，它是将各种医学影像设备连接起来，并将归档的数据和图像及时发送到工作站，从而全面解决医学图像的获取、显示、存贮、传送和管理的分布式系统。通常一个PACS由下列部

3、分组成:图像归档服务器、图像获取设备、诊断工作站、图像输出设备等。医学影像存档和传输系统(Picture Archiving and Communication System, PACS)是目前数字化医院建设的重点内容之一。 在发达国家PACS系统己经成熟并普及，而在我国PACS系统的研制才起步不久。如何开发适合我国现状的PACS系统是当前需要研究的课题. PACS显示工作站的研制是作为PACS系统研制有机整体的一部分。本文探讨了医学图像处理技术在PACS医生工作站中的应用。医生工作站主要用于显示诊断图像，以便于医生找到病症所在。本论文首先回顾了PACS系统的发展历史，论述了系统的分类、结构以

4、及功能。然后又介绍了医生显示工作站的分类、原理及设计思想，更进一步讨论了医学图像处理技术在PACS系统中的应用。最后一部分作者讨论了一些图像处理操作的算法。关键字：PACS系统，医生工作站，概念，原理，医学图像处理ABSTRACTPACS is a distributed system developed quickly with the development of digital imaging technology, computer technology,and network technology since 1980s.In PACS,the diferent medical im

5、aging facilities are connected,and archived data and images are sent to workstations in time. So as to totally solve the capture, display, preservation, transfer and administration of medical images. PACS is usually comprised of image archiving server, image capturing facilities, diagnosis workstati

6、ons and image-output facilities. Picture Archiving and Communication System(PACS) is one of the hot point in digital hospital construction. The development of PACS is a required way for digitizing radiology information. Although the PACS is developed and widely used in many developed countries, the

7、development of PACS is just in initial stage in our country. It is known from a lot of experiences that the system designis the key to develop the whole PACS. The author discusses PACS doctor workstation and relative technology(medical image processng) in this article. The doctor workstation is used

8、 to show picture clearly, so the doctor can find where the disease lies in easily. Firstly, we make an overview on the development and history of PACS in worldwide. The classfiction, structure and function of PACS are further studied. Then the doctor workstation is introduced, its classfiction, fund

9、amental and the concept for designing. The use of medical image processing in PACS is further discussed. At the last part, the author discussed something about the algorithm of image processing.Keywords: Picture Archiving and Communicating Systen, doctor workstation, conception, Principle, medical i

10、mage processing第一章 PACS系统概述伴随着数字化时代的到来，伴随着整个社会的信息化进程，医疗系统的数字化、网络化已被人们普遍关注，并已逐步实施。其中，医学影像的数字化、网络化，即PACS系统(Picture Archiving and Communication System，图像存储和传输系统)的实现是医疗系统信息化的重要内容。早在20年前，人们便已认识到数字技术和通信技术不仅能使放射医学的诊断实现无胶片化、无纸化，并且通过先进的数字处理技术能使医生获得比传统医学影像更多的信息，同时能方便地实现资料的共享，节省大量的成本，进一步对放射医学产生深远影响。PACS 首次出现在七

11、十年代末，是使用计算机和网络技术对医学影像进行数字化处理的系统。主要用于解决医学影像的采集和数字化、图像的存储和管理、医学图像的高速传输、图像的数字化处理和重现、图像信息与其他信息的集成等五个方面的问题。但是，在很长一段时间内，由于网络带宽不充足、海量存储器费用昂贵、不同厂商的的医学影像设备输出的图像格式不统一等原因，使PACS系统的开发受到了技术上、经济上等多方面的制约。所幸的是，随着计算机技术、网络通信技术的迅猛发展、随着一些标准的制定(如DICOM协议等)，PACS系统的实施已完全成为可能。在美国、欧洲等发达国家和地区PACS系统的开发已日益成熟，并在向商业化、产品化的方向迈进。建立PA

12、CS的想法主要是由两个主要因素引起的:一是数字化影像设备如CT设备等的产生使得医学影像能够直接从检查设备中获取; 另一个是计算机技术的发展,使得大容量数字信息的存储、通讯和显示都能够实现。 在80年代初期，欧洲、美国等发达国家基于大型计算机的医院管理信息系统已经基本完成了研究阶段而转向实施， 研究工作在80年代中就逐步转向为医疗服务的系统，如临床信息系统，PACS等方面。在欧洲、日本和美国等相继建立起研究PACS的实验室和实验系统。随着技术的发展，到90年代初期已经陆续建立起一些实用的PACS。图像存档和传输系统（picture archiving and communicating syst

13、em）是对医学图像信息进行数字化采集、存储、管理、传输和重现的系统&。它主要分为医学图像获取、大容量数据库存储管理、图像显示和处理、数据处理库管理及用于传输影像的局域或广域网络等5个单元。保证PACS成为全开放式系统的重要网络标准和通信协议是DICOM3.0。它的主要作用是利用计算机系统代替传统的胶片图像记录、胶片和报告的库房存储、检查图像的人工传递、在光箱上重现图片。PACS充分利用了计算机、网络的特点，将医学图像进行数字化处理，通过网络进行传输，利用显示设备重现图像。一、PACS的基本原理与结构 1.PACS系统结构图图1.2PACS系统图PACS 系统的结构及影像设备联网情况如图1.3所

14、示。图1.3影像设备联网示意图2.PACS系统的组成部分PACS是以计算机为中心，由图像信息的获取、传输与存档和处理等部分（下图）组成。 （一） 图像信息的获取CT、MRI、DSA、CR 等数字化图像信息可直接输入PACS，而众多的X线图像需经信号转换器转换成数字化图像信息才能输入。可由摄像管读取系统、电耦合器读取系统或激光读取系统完成信号转换。后者速度快，精度高，但价格贵。设一次CT 检查有多幅图像要从CT 机送到PACS 工作站系统,每幅图像从CT 机送到PACS工作站系统时利用DICOM C2STORE 服务. 此时CT机充任客户方(SCU) ,作为C2STORE 服务类的提供者(SCP

15、) . 整个过程如图3 所示：（二） 图像信息的传输在PACS中，传输系统对数字化图像信息的输入，检索和处理起着桥梁作用。方法有：公用电话线，将影像信息以电信号形式通过公用电话线联网完成信息传输光导通信，将影像信息以光信号形式通过光导纤维完成信息传输微波通信，将影像信息以微波形式进行传输，有如电视台发射电波，由电视机接收再现图像。后者速度快，但成本高。（三） 图像信息的储存与压缩图像信息的储存可用磁带、磁盘、光盘和各种记忆卡片等。图像信息的压缩储存非常必要，因为，一张X线照片的信息量很大，相当于1500多页400字稿纸写满汉字的信息量，而一个30.48cm光盘也只能存储2000张X线照片的信息

16、。压缩方法多用间值与哈夫曼符号压缩法，影像信息压缩1/51/10仍可保持原有图像质量。（四） 图像信息的处理图像信息的处理由计算机中心完成。计算机的容量、处理速度和可接终端的数目决定着PACS的大小和整体功能。软件则关系到检索能力、编辑和图像再处理的功能。二、PACS系统的功能及优势1.在医学信息领域主要提供四个方面的功能：1）、在诊断、报告、会诊和远程工作站上观察医学图像；2）、根据图像的性质，把图像存储在适于短期或长期保存的介质中；3）、利用局域网、广域网和公共通讯设施进行通讯。4）、向用户提供一个集成信息系统。涉及多项技术：计算机、通讯、存储、数据处理、图像显示、压缩、人工智能、光电子设

17、备、安全、标准化和系统集成。依规模大小可分为四类：a.科室内PACS系统（Departmental PACS）;b.院内图像发布系统（Inter-Hospital Distribution IHID）;c.整个医院PACS系统（Full Hospital PACS）; d.基于全院PACS的远程放射医学系统（Full Hospital PACS/Teliradirlogy）目的在于：促成医院信息化、现代化发展，提高诊断水平，降低固有成本，加强质量管理，构建临床信息资源。2.相对于传统基于胶片，PACS具有许多优势：1）、数字图像代替胶片减少了制造和购买胶片及相应化学制品的费用；2）、昂贵的胶片

18、存档空间被安放数据处理和存储设备的更小、更洁净（整洁）的场所代替；3）、减少了管理胶片的工作人员费用；4）、将不再有胶片的丢失、错放、老化等问题；5）、对已存储的图像进行多份考备变得既简单又直接；6）、完善的统计、查询功能；7）、快速获取图像；8）、根据诊断需要，可以灵活的处理图像；9）、便于处理远程医疗服务。PACS是临床医学、医学影像学、数字化图像技术与计算机技术、网络通讯技术结合的产物，它将医学信息转化为计算机能够识别的数字形式，通过计算机和网络通讯设备，完成对医学图像信息及相应信息（资料）的采集、存储处理及传输等功能，使医学信息资源共享，并得到充分应用。从临床医师的角度，PACS也可以

19、理解为多媒体（电子病案管理系统）的主要组成部份。它使临床医师能迅速、准确地获得所需要的医学影像信息及其相关的医学影像诊断报告、病历资料、病情记录、临床检查（检验）、报告、治疗记录等信息，以及查询与该医学影像相关的多种影像设备的图像信息，以便对医学影像做全面综合分析，作出明确诊断和拟定恰当的治疗方案。三、国内外PACS进展1.国外PACS发展状况20世纪70年代，Dr.Pa ulC app提出“数字放射诊断学，(digitalr adiology)的概念。柏林技术大学Heinz U.Lemke教授提出数字图像通信和显示的概念。1983年，美国军方赞助了一个远程放射学研究计划。1985年，美国军方

20、又赞助了另一项DIN/PACS计划。1985年，美国国家癌症中心赞助UCLA开始第一个PACS相关的研究计划。199 (1年10月，NATOASI( AdvancedS tudyI nstitute)在法国Evia。举行了-次关于PACS的国际会议。此时，己经有30个PACS在欧洲运行。同年 ， 美国陆军医疗司令部赞助了另一项名为MDIS的计划，该计划的目标是在美国建立一个大规模的军用PACS系统。1993 年 ，美国放射学会(ACR)和美国电气制造者协会(NEMA)联合制定了Dico m3.0标准，这个标准己经被世界上主要的医学图像设备生产厂商接受，因此己成为事实上的工业标准，它同时也是PA

21、CS中最重要的通信标准。今天 ，美国己建立了许多医疗图像诊断与工nternet相结合的PACS，并实现了真正意义上的远程会诊。在欧 洲 ，经过20年的发展，在大多数国家PACS己经成为医院的基础设施，在瑞典，挪威，法国，意大利，奥地利，德国，已经有医院的PACS之间的互连系统在运行，PACS与医院信息系统逐步融合，己形成日趋完善的医学信息网，并产生了越来越多的应用方向;在亚洲一些发达国家和地区，如日本、韩国、台湾地区，经过几年的发展、特别是在一些国家的政府大力扶持之下，PACS已经实用化37。例如日本82年开始起步84年出现第一个PACS(大阪大学)89年第一个PACS临床运行，到2002年，

22、日本共有1468个PACS。在韩国，由于缺乏本国的X光胶片工业，政府大力支持医院的无胶片化运行，并采取补贴手段，促使韩国PACS发展迅速。2.国内PACS发展状况90年代中期，国内一些医院开始对PACS进行研究和小规模建设，小型和专用PACS或类PACS逐步在医院投入使用，但是由于医学图像的数字化是建立PACS的基本条件，而国内医院存在大量的传统非数字化的图像设备(包括常规X线机、超声检查仪等)，多数医院不可能将之立刻更新，因而影响了PACS的建立。目前，国内只有极少数医院建立了PACS，但越来越多的医院也已经把建立PACS纳入医院的发展计划中。在少 数 大 规模的医院中，由于其拥有一定数量的

23、影像设备，特别是拥有一批大型的先进设备，产生了建立PACS的需要。这些医院具备优良的硬件环境，同时有足够的资金用于PACS的建设，因此建立了一定规模的达到国内领先水平的PACS。例如南京军区福州总医院是一所拥有1200张床位的综合性三级甲等医院，于1999年与北京天健军卫网络技术开发公司合作，建成一个连接10多台大型医疗设备的PACS,其连接的主要设备有:CR、DR, DSA, CT, ECT, MRI、内窥镜、彩超、病理影像仪等，覆盖了放射、核医学、内窥镜、超声、病理等影像科室;PACS还做到了与HIS系统的融合，将影像信息与管理信息融为一体，基本达到了全院无胶片化运行与管理，实现了医学影像

24、信息与管理信息间的顺畅交流，取得了很好的经济效益和社会效益。目前国内从事PACS软件设计的公司众多，但产品参差不齐，真正拥有Dicom底层开发能力的厂商寥寥无几，甚至一些大型的厂商，其底层的Dicom模块也是从国外购买的，没有知识产权，使用性能差，无法根据医院实际情况改进系统的性能和软件升级。其次，真正基于网络的PACS产品较少，大部分产品其实就是各种工作站，特别是一些模拟视频工作站，其所谓的网络就是几台工作站的物理连接，采用文件共享的方式，根本不是真正的PACS，更谈不上全院的信息共享和远程传输。再者，目前大部分的PACS网络采用的网络体系结构为Client/Server结构，这种结构是90

25、年代流行的网络结构，现己逐渐被发达国家所淘汰。很多医院把影像系统的建立作为一个设备引进工程来考虑，对建立一个实用系统的代价估计不足，最后建立一个演示系统草草了事，花费了代价而未达到最终目的。建立PACS系统需要进行很好的规划、技术准备、设备和系统的论证、管理制度和工作流程的调整和改革。我们认为，建立PACS的目标可以从把提高经济效益和提高医疗质量两个方面来认识。四、PACS系统建设的必备条件1）.网络环境影像数据日产生量非常之大，占医院全部信息日产生量的80%以上。只有当医院具备一个完整、可靠和安全的计算机网络之后，才能保证影像数据的顺利传输，实现真正意义上的PACS系统，这是PACS建设的一

26、个大前提。2）.影像设备影像设备的复杂性、多样性和高成本，使许多医院实施PACS系统具有一定难度，影像设备的接口不易解决。我们认为，医院实施PACS系统，至少CT影像和普放影像必须解决。3）.服务器和存储方案及影像显示一个全院级的PACS系统必须要配有专门的主服务器、分级管理服务器、磁盘阵列、光盘库、磁带库，以支持影像的在线、近线和离线存储。要有足够的用于影像显示的计算机终端，供医务人员在其工作场所、医生工作站、办公室、病房、手术室、门诊室等获取所需要的影像数据。五、PACS的发展趋势1）. 应用范围不断扩大:PACS最初是从处理放射科的数字图像发展起来的，然而随着PACS标准化的进程，尤其是

27、Dico m3.0 标准的出现和普及，目前的PACS已扩展到所有的医学图像领域，如心脏病学、病理学、眼科学、皮肤病学、核医学、超声学以及牙科学等。2）.多媒体技术逐步引入:所谓多媒体技术，指的是计算机交互式综合处理文本、图形、图像和声音等多种媒体信息的技术，是计算机技术的又一次革命，近年来，多媒体技术在教育中的长足发展己经非常引人注目，但它在医疗卫生中的应用却刚刚起步，毫无疑问，PACS将逐渐包含越来越多的多媒体功能。在多媒体技术中，视频、音频数据的压缩和解压缩是最关键的技术之一。由于PACS本身是一种专用的计算机网络，对其中的信息流进行压缩是提高PACS效率的重要途径。在ACR-NEMA标准

28、的第二版中，就己加入了图像压缩的标准。目前公认的图像压缩标准有JPEG(jointp hotographice xpertg roup)和MPEG(moving picture expert group)，它们分别适用于静止图像和动态图像的压缩编码。医学图像大多为静止图像，应根据JPEG标准实施压缩。JPEG不仅可以压缩数字X线图像，而且适用于CT, MRI, DSA及超声等一切灰度图像及真彩色图像的压缩，JPEG的另一特点是它极易应用于PACS 。随着话音识别技术的发展，近来已有人推出了可直接将声音转化为文字的系统，并成功地用于放射科报告的书写，这一系统的使用说明，医生通过PACS进行口述报

29、告的时代已经为期不远了。3）. 采用最先进的存贮技术:在计算机中一页文字资料仅占几千字节(Kb)，而一张数字化的X线片将产生上百万字节(Mb)的信息量，这就是所谓“兆字节问题”，也是PACS系统面临的诸多挑战之一。可以说，从PACS诞生的那天起，人们就致力于探索最经济、最可靠的图像存贮方式。目前，PACS较为理想的存储方式是“集中式存储”和“分布式存储”相结合的方法，前者主要采用磁盘阵列或光盘塔， 而后者主要采用WORM(write-once-read-multiply)光盘。4）. 远程会诊成为可能:随着工SDN,A DSL等先进的数字通信技术的不断发展，异地医学图像设备以极高的数据流相连接

30、将成为可能，患者图像可以从本地PACS传向异地，也可以从一个小诊所的工作站送往异地的PACS服务器，这样放射科专家就可以在千里之外的放射医学图像中心、办公室甚至家中观看通过网络传来的图像和诊断信息，从而为一些小医院、边远地区的诊所提供会诊服务，这就是所谓的远程会诊。PACS的出现将会使现代化医院的工作模式进入一个新纪元，PACS的发展趋势是逐渐直至完全取代现在广泛使用的各种胶片，导致“无胶片放射学”和“无胶片医院”的出现。第二章 PACS系统中的显示工作站及图像处理技术一、显示工作站的分类显示工作站是PACS系统中数据流向的最后一环。用户在显示工作站上获取患者图像及相关信息，进行诊断或查阅。一

31、般来说，根据用途的不同可以将显示工作站分为6类:1)主诊断工作站(Primary DiagnosticW orkstation):该类T-作 站一般放置于放射科室中，被放射科医生用于查阅图像，撰写诊断报告。由于诊断时要求这类工作站能高效地查询并清晰显示图像的细节，因此对于显示x线图像的诊断工作站要求2K X 2K以上的分辨率。对乳腺片的诊断工作站要求则更高，期望能达到5KX5K以上，而CT和MRI的诊断工作站也至少要求1KX 1K以上的分辨率。同时要求被查阅的图像能在1-2秒内显示出来。主诊断工作站虽然对显示图像的分辨率和显示速度要求较高，但是它对图像处理功能的要求不多。因此，主诊断工作站上多

32、采用专用的黑白肖像型显示器。2) 浏览工作站(Review Workstation):该类工作站一般用于指导医师或放射科医生在病房中浏览图像和报告。对显示器分辨率的要求达到IKXIK以上即可。3) 分析工作站(AnalysisW orkstation):该类工作站不同于一般的诊断工作站或浏览工作站。其目的是对图像进行分析，提取出有用的信息，辅助医生诊断或学习。该类工作站可能包含的功能有:三维重建、血流速度测量、肿瘤体积测量等等。由于分析工作站要求各种图像处理、图像分析功能，因此该类工作站大多采用高分辨率的彩色显示器。4) 数字化扫描、打印S作站(Digitizinga ndP rintingW

33、 orkstation):该类Z作站主要用于将胶片图像数字化并保存入PACS系统或将PACS系统中的图像打印输出。5) 交互式教学工作站(InteractiveT eachingW orkstation):该类工作站主要用于教育、学习的目的。6) 桌面型显示工作站(DesktopW orkstation):该类工作站用于医生或研究者查阅教学或研究的素材。用普通的电脑设备即可.显示工作站是用户与PACS系统交流的窗口。只有当显示工作站能高效地运行并清晰地显示图像时，只有当显示工作站上提供了传统医学影像方法所不能提供的功能和价值后，医生才能真正地接受PACS系统。二.PACS 系统临床医生工作站的

34、功能应用及设计思想1. 临床医生工作站的功能应用临床医生工作站具有两种数据通讯模式，即优化的DICOM传输模式和高效无损压缩传输模式，可以在系统中对通讯模式进行参数设置，用于不同的数据传输需要。医生可以方便的对病人图像和图文报告进行管理、查看和处理；根据诊断的需要选择不同的图像显示方式，进行灵活的单幅、多幅图像显示布局。当图像选定后，对感兴趣的显示数据信息进行对照比较、或对图像进行连续、快速和生动的浏览，为达到最佳效果进行动态、连续调整。也可以根据需要设定实时、动态、便捷的窗宽和窗位；利用工作站中放大和缩小功能，根据诊断需要对图像进行局部放大做精细的观察，或对图像进行缩小处理；缩放后的图像均经

35、优化的插值处理，保证了图像质量的平滑和真实。也可以根据医生诊断的需要，对图像进行水平和垂直翻转或旋转操作；以及扫描线自动重建等。此外，医生可以根据需要使用文本、直线、手画线和备注在图像上进行标注，还可以用圆、椭图、直角矩形、圆角矩形、任意多边形等工具在图像上选择感兴趣区。自动测量线段的长度、角度及区域的周长、面积等几何参数；计算区域中像素灰度的最大值、最小值、均值和均方值等统计学参数，拾取对诊断具有重要意义的像素的CT值或强度值和感兴趣区的平均CT值或强度值。所有的标注和测量信息都随着图像的缩放、转动等操作同步变化。完整的全中文图像信息显示功能，实现了图像信息和病人信息的匹配，临床医生可以调阅

36、放射科发出的直观的图文报告，方便检查诊断。真正做到了全中文化的信息显示，大大方便了医生的浏览和诊断，以及科室之间的申请预约、项目检查和结果报告等。2. PACS显示工作站的设计思想与系统结构一个好的系统仅仅依靠硬件是远远不够的，必须要有软件与之有机地结合。一个优秀的软件应当能充分利用硬件的性能，高效、稳定、友好地向用户提供各种所需的功能。PACS显示工作站的软件研制同样要达到这样的目的。目前，在我国大多数的医院还不可能大量采用高档的专用显示器及其它硬件来完成一个理想的PACS显示工作站.我们必须充分利用已有的条件来开发研制既实用又相对廉价的PACS显示工作站。在PACS显示工作站中硬件的某些不

37、足，如，图像的明暗度对比度不够可以考虑应用一些图像处理算法来做些弥补，读取图的速度不够可采用一些读取策略来改善。总之 ， PACS显示工作站的设计原则应当是能充分发挥系统硬件的能力，清晰快速地显示图像，尽力达到PACS显示工作站的期望性能;能使PACS系统能真正为广大医生所接受，提高医疗诊断信息化的程度;能高效稳定地运行并且易维护、易扩充。通过进一步的需求分析和设计，我们得出了如图3.2-1所示的显示工作站系统框架。三. PACS系统中的图像处理技术PACS显示工作站上的图像处理方法可分为:1)简单的图像操纵功能(如:放大、缩小、旋转、翻转等).2)一般的图像处理方法(如:直方图变换、伪彩色处

38、理、SEGMA窗技术、滤波增强、模糊增强等)。3)图像分析功能(目前主要是医学图像的三维重建).从医学角度分析系统应实现的功能医学影像的作用是直接或间接将疾病信息显示出来，提交给临床医生做诊断的依据或参考。而通过计算机图像处理技术，可以大大提高或改善传统检测手段的性能，辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性直至准确的定量分析。使医生看得更好，看得更准，从而可以大大提高医疗诊断的准确性。1）完成通用图像浏览器的功能。可对图像进行无级缩放、翻转、旋转、漫游等操作，使医师能对图像进行细致观察。2）配合图像给出标尺，并使标尺随图像缩放而发生相应的变化，以使医师能了解病变部位的大小和位置。3）CT图

39、像多为灰度图，有时为了方便人眼观察病变部位，或突出该区域与其他区域的差别，要使用伪彩色对图像进行为彩色变化。4）为了突出感兴趣的目标，如病灶等，需要对数字图像进行预处理。采用的方法主要有：对比度的增强和图像的锐化。前者主要是充分利用整个灰度范围，如收缩灰度范围，增强图像的对比度，主要有线形灰度变换、非线形灰度变换、直方图平坦化等方法；后者主要是使图像轮廓变得清晰，采用的方法主要有高通滤波。5）图像在生成和传输过程中经常受到各种噪声源的干扰和影响而使图像质量变差。为了抑制噪声，改善图像质量，必须对图像进行平滑处理。在平滑噪声的同时，要注意保持边界的清晰，通常采用的技术是中值滤波。6）对不同的灰度

40、区域，为了更好地观察，应可以进行灰阶转换。7)为将感兴趣的目标与其他目标相分离，即从二维图像中提取病灶的信息，应可进行特征提取。常用的技术有阈值分割和边缘检测。8）为方便其他应用程序也能使用医学图像，应能把DICOM格式的文件转换为通用图像格式的文件（如BMP格式）。本节主要讨论简单的图像操纵和一般的图像处理在软件上的设计思路和实现方法。图像处理方法本身可以理解为将图像数据进行某种形式的变换从而得到一组变换后的数据。不管是哪一种处理方法，都需要获取原始图像的数据流，在完成处理后将变换后的图像数据流放回到一个图像文件中以显示。因此考虑设计这样的一个功能模块，它可以读入指定的待处理图像文件进行显示

41、，同时在需要处理时能提供图像的数据流，并能接收处理后的图像数据流加以显示。“图像处理”的实现中使用了ActiveX组件方法，理由有二:1)利用组件对像的概念能方便地实现软件代码的模块化和提高代码的重用性2) ActiveX组件可以在开发完成后用于异质的编程环境(无论是用Delphi. VB还是VC+开发的ActiveX组件都能方便地在另一种环境下使用).ActiveX组件能够提供三种类型的外部接口:属性(Property)、方法(Method)和事件(Event)。属性从本质上讲是该属性对应的状态变量的Get方法(即，读属性)和Set方法(即 ，设置属性)这两种方法的综合。方法是组件让外界通过

42、调用它，从而触发组件执行内部预定义处理功能。事件是组件让外界通过触发它，使组件能完成外部指定的功能或依据外部模块定义改变自身的状态。我们的设计正是要求组件能向外部提供事件，按照外界的图像处理要求输出原始图像数据流、输入变换后的数据流。而组件本身只与图像数据流的输入、输出和显示有关。图像处理功能在组件外部任意地实现。在这种情况下，组件对于不同工作站上不同的图像处理要求，其结构是稳定的，可方便地重用。而对于外部的图像处理程序则可以把精力集中于图像处理之上，不必为图像流的输入、输出和显示的实现操心。但是 “图像处理”本身不是一个标准事件(这里“标准事件”指能由系统定义的消息触发的事件。如，OnMou

43、seDown等)。如果用自定义的消息去触发图像处理事件，主要问题是消息中能带的参数数量有限且不够灵活。一个更好的方法是组件再向外部提供一个方法。由该方法来触发“图像处理”事件，即外部通过调用该方法也就触发了“图像处理”事件。因此，在组件中提供了一个事件名为:OnImageProcessing和一个对应的方法(名为:ImageProcessing),这种 通 过 方法触发事件的方式不仅可以通过方法中的参数向组件方便地传入控制信息.还可以达到根据图像处理方法的不同，动态地分配内存空间的目的:由于某些图像处理方法或图像格式的特殊性，某些图像在处理前后图像数据的大小会发生变化(比如，由于BITMAP图

44、像格式要求图像数据的每行长度为4字节的整数倍，当图像左旋或右旋时图像大小可能会发生变化)。那么可以利用在ImageProcessing方法的内部两次触发OnlmagCProcessing事件的方法。第一次触发后，要求返回变换后图像的大小。然后再在ImageProcessing方法内部分配适当的内存空间以接收第二次触发后返回的图像结果。在OnImageProcessing中通过传入的参数的不同来判断是第一次触发还是第二次触发。在实现中， 用负值的lmageProcessID来表示第一次触发而正值的ImageProcessID来表示第二次触发 。下面 给 出 组件中实现ImageProcessin

45、g方法的伪程序和外部如何使用OnImageProcessing事件的伪程序。void ImageProcessing (intImageProcessID)int ImageSize;Fire0nlmageProcessing( -ImageProcessID,Im ageSize,n il);BYTE tempdib=new BYTE(ImageSize;memcpy(tempd1b,or ignaldib,O rignallmageSize);FireOnimagePr ocessing( ImageProcessID,0, te mpdib);ShowDib (tempdib);dele

46、te tempdib;OnImageProcessing (intIm ageProcessID;in tIm ageSize;B YTE* dib)if(ImageProcessID) /ImageProcessID为正值时完成图像处理:switch ImageProcessIDcase LeftRoatelD :LeftRoate (dib);case RightRoateIDRightRoate (dib); else /Im ageProcessID为负值时返回图像的大小;switch ImageProcessIDcase - LeftRoatelD:ImageSize = LeftR

47、oateSize (dib);case一RightRoateIDImageSize二RightRoateSize (dib); 第三章 PACS中图像处理功能的算法讨论医学影像处理就是将图像处理技术应用于医学分析、诊断中，是图像处理的重要应用领域。通过对医学图像和信息进行计算机智能化处理后，可使图像诊断屏弃传统的肉眼观察和主观判断。借助计算机技术，可以对图像的像素点进行分析、计算、处理，得出相关完整数据，为医学诊断的准确性、实效性。特别是色彩的应用及图形成像技术的结合，更增强了真实感，对病变进行实时、立体的监测。有助于指定全面实际的治疗方案。医学影像对于其自身的特点，在处理中必须予以注意。首先，常用医学影像均为灰度图，比如CT,CR等，这种灰度图更加适合于进行图像处理。其次，现在的医学影像均趋向于标准，即DICOM格式，或者提供DICOM格式的通信接口，因为医院的设备种类比较繁多，只有基于共同的标准才可以彼此更好的协同工作，再者，医学影像一般图像位数很高，12、14或16，而人的眼睛一般只能分辨200多级灰度，要想进行很好的显示，必须进行一定的处理。另外，对于医学影像的处理要求比较严格，必